CN110145372B - 一种汽轮机转子叉形叶片安装结构及其安装方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种汽轮机转子叉形叶片安装结构，涉及汽轮机叶片安装技术领域，旨在解决传统的安装叶片时，无法消除安装间隙的问题，其技术方案要点是：包括转子以及连接于转子的叉形叶片，所述转子侧壁连接有安装座，所述安装座与转子同轴开设有环形的叉形轮槽，所述叉形轮槽内滑动卡接有若干中间叶片，所述叉形轮槽侧壁沿转子径向开设有轮槽，所述轮槽内穿设有末叶片，所述轮槽设置有用于对末叶片锁紧的锁紧组件。本发明的一种汽轮机转子叉形叶片安装结构，具有安装简单且牢固的优点，可以有效消除安装间隙。
Description
技术领域
本发明涉及汽轮机的技术领域，尤其是涉及一种汽轮机转子叉形叶片安装结构及其安装方法。
背景技术
汽轮机也称蒸汽透平发动机，是一种旋转式蒸汽动力装置，高温高压蒸汽穿过固定喷嘴成为加速的气流后喷射到叶片上，使装有叶片排的转子旋转，同时对外做功。汽轮机是现代火力发电厂的主要设备，也用于冶金工业、化学工业、舰船动力装置中。
叶型是叶片的工作部分，相邻叶片的叶型部分之间构成汽流通道，蒸汽流过时将动能转换成机械能。按叶型部分横截面的变化规律，叶片可以分为等截面直叶片、变截面直叶片、扭叶片、弯扭叶片。
等截面直叶片：断面型线和面积沿叶高是相同的，加工方便，制造成本较低，有利于在部分级实现叶型通用等优点。但是气动性能差，主要用于短叶片。弯扭叶片：截面型心的连线连续发生扭转，可很好地减小长叶片的叶型损失，具有良好的波动特性及强度，但制造工艺复杂，主要用于长叶片。叶根是将叶片固定在叶轮或转鼓上的连接部分。它应保证在任何运行条件下的连接牢固，同时力求制造简单、装配方便。T形叶根：加工装配方便，多用于中长叶片。菌形叶根：强度高，在大型机上得到广泛应用。叉形叶根：加工简单，装配方便，强度高，适应性好。枞树型叶根：叶根承载能力大，强度适应性好，拆装方便，但加工复杂，精度要求高，主要用于载荷较大的叶片。
目前，公告号为CN106271378B的中国发明专利公开了一种汽轮机转子上的叉形叶片装配方法，汽轮机转子上的所有叉形叶片都是标准片，装配所有叉形叶片的方法包括：一）、在汽轮机转子叶轮轮缘的轮槽中设置一个对首叶片的叶根进行定位的楔块；二）将所有叉形叶片逐个定位到所述轮槽中，且相邻两个叉形叶片间设有工艺垫片；三）将所有工艺垫片替换成间隔片，使整圈叉形叶片相邻叉形叶片间插设一个间隔片，完成叉形叶片的装配。
上述中的现有技术方案存在以下缺陷：在将所有叶片安装完成后需要对末叶片进行锁紧，末叶片的叶根插入轮槽时，末叶根的底面与轮槽的底面之间容易存在间隙，导致安装结构不牢固的问题。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种汽轮机转子叉形叶片安装结构，具有安装牢固的优点。
本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种汽轮机转子叉形叶片安装结构，包括转子以及连接于转子的叉形叶片，所述转子侧壁连接有安装座，所述安装座与转子同轴开设有环形的叉形轮槽，所述叉形轮槽内滑动卡接有若干中间叶片，所述叉形轮槽侧壁沿转子径向开设有轮槽，所述轮槽内穿设有末叶片，所述轮槽设置有用于对末叶片锁紧的锁紧组件。
通过采用上述技术方案，在将中间叶片插入到叉形轮槽内后，滑动中间叶片使得若干中间叶片在叉形轮槽内排布整齐，从而使得若干中间叶片沿转子的边沿分布，末叶片最后安装到轮槽内，并通过锁紧组件将末叶片锁紧在轮槽内，从而防止中间叶片发生松动现象，并且保证末叶片的安装牢固性。
本发明进一步设置为：所述锁紧组件包括贯穿开设于安装座与叶根的第一销孔和第二销孔，所述第一销孔与第二销孔内分别穿设有第一固定销和第二固定销。
通过采用上述技术方案，当将末叶片的叶根穿入轮槽后，通过第一固定销和第二固定销对末叶片实现卡紧固定。
本发明进一步设置为：所述叉形轮槽截面呈T形设置，所述中间页片的叶根部分呈与叉形轮槽配合的T形设置。
通过采用上述技术方案，在将中间叶片的叶根部位插入叉形轮槽后，通过T形的叶根与T形叉形轮槽的配合，使得中间叶片能够沿环形的叉形轮槽滑移，且在转子转动时不会将叶片甩出。
本发明同时提供一种汽轮机转子叉形叶片的安装方法，具有可消除安装间隙的优点。
本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种汽轮机转子叉形叶片的安装方法，其特征在于：包括如下步骤，
S1，依次将中间页片的叶根由轮槽插入，之后沿叉形轮槽向内滑移，使得若干个中间页片的叶根排列紧密，通过中间页片将叉形轮槽排满；
S2，在安装座上的轮槽侧壁开设有第一预制孔，在末叶片根部开设有与第一预制孔对应的第二预制孔；
S3，将末叶片的叶根插入轮槽，此时末叶片的叶根下表面与轮槽的底面之间存在间隙，第二预制孔的最低点高于第一预制孔的最低点；
S4，在第一预制孔中插入端部呈圆锥形的定位销，所述定位销的直径朝向第二预制孔逐渐变小，定位销的圆锥形面朝向第二预制孔的低点；
S5，逐渐将定位销穿入第二预制孔，并将末叶片的叶根向下压，从而消除末叶片叶根下表面与锁定孔底面的间隙，完成对末叶片的定位；
S6，在安装座和末叶片的叶根之间开设第一销孔，并穿入第一固定销；
S7，将定位销拔出，以第一预制孔圆心为中心，在安装座与末叶片叶根之间开设第二销孔，所述第二销孔的直径大于第二预制孔的直径，最后在第二销孔内穿设第二固定销；
S8，动平衡检测及调整。
通过采用上述技术方案，若干个中间叶片的叶根可以通过轮槽插入到叉形轮槽内，并通过滑动的方式将若干个中间叶片沿叉形轮槽排列整齐，之后将末叶片的叶根插入到轮槽内，此时第二预制孔与第一预制孔连通，但是由于装配间隙的存在，叶根的下表面与轮槽的底面之间存在间隙，使得第二预制孔的最低点高于第一预制孔的最低点，之后将定位销穿入到第一预制孔与第二预制孔内，随着定位销的穿入，定位销的圆锥形面与第二预制孔的底面接触，并且随着定位销的伸入，定位销的圆锥形面会将第二预制孔的底面向下压，从而将末叶片的叶根部分向下压，进而消除末叶片叶根与轮槽底面之间的间隙，之后在安装座和叶根之间开设第一销孔，第一销孔贯穿安装座侧壁和叶根，并且在第一销孔内穿入第一固定销，实现对叶根的预定位；将定位销拔出，再以第一预制孔的圆心为中心开设第二销孔，第二销孔的直径大于第二预制孔的直径，使得第二销孔能够完全将第二预制孔覆盖，最后在第二销孔内穿入第二固定销，完成对末叶片叶根的锁定。
本发明进一步设置为：步骤S2中第二预制孔的孔径大于或等于第一预制孔的直径。
通过采用上述技术方案，由于开设有第二预制孔的叶根部分在定位销的作用下会向下发生一定的浮动，因此第二预制孔的直径大于或等于第一预制孔的直径，使得叶根向下移动时，定位销的上壁不会碰到第二预制孔的上壁。
本发明进一步设置为：所述第一销孔和第二销孔均为锥孔，且锥度均为1:100。
通过采用上述技术方案，这样在将第一固定销和第二固定销插入第一销孔和第二销孔时，随着第一固定销和第二固定销插入，使得连接更牢固。
本发明进一步设置为：所述安装座侧壁开设有呈环形的平衡槽，所述平衡槽内设置有平衡块，平衡块沿所述平衡槽的径向设置有两块，两块平衡块相接触的部位开设有螺纹孔，所述螺纹孔内穿设有内六角螺栓。
通过采用上述技术方案，平衡块呈方形设置，当通过动平衡测试发现转子周缘转动不平衡时，可以在平衡槽内通过内六角螺栓固定平衡块，并且沿转子的轴向排列有两块，每两块平衡块为一组，平衡块沿平衡槽的周向设置有若干组，通过在转子重力较小的一侧固定平衡块，从而对转子的周向重力平衡进行调节，最后通过内六角螺栓固定拧紧。
本发明进一步设置为：所述平衡槽截面呈U形设置，且平衡槽的两侧壁朝向开口端呈向内倾斜设置。
通过采用上述技术方案，这样在将平衡块嵌进平衡槽内后，向螺纹孔内拧紧内六角螺栓，内六角螺栓对每组平衡块施加朝向两侧的力，使得平衡块伸入平衡槽的一端向两侧外扩，并与平衡槽内壁形成挤压，使得平衡块与平衡槽的内壁抵紧固定，从而将平衡块更牢固的固定在平衡槽内。
本发明进一步设置为：步骤S7中，首先将平衡块排列在平衡槽内，之后将内六角螺栓拧进螺纹孔内，使得并排设置的两块平衡块向两侧外扩，最后对内六角螺栓的头部进行冲压，使得内六角螺栓的头部向外变形扩张，进一步将平衡块向两侧撑开压紧。
通过采用上述技术方案，将中间叶片以及末叶片安装完成后，检测转子转动时的动平衡，当需要调节动平衡时，首先在平衡槽内排列好平衡块，并在相邻的两平衡块之间拧入内六角螺栓，随着内六角螺栓拧入，会将相邻的两平衡块向外撑开，使得平衡块侧壁与平衡槽侧壁抵紧固定，最后为了防止内六角螺栓松动，对内六角螺栓的头部进行冲压，使得内六角螺栓的头部向外变形扩张，进一步将平衡块向外撑开并且将平衡块卡紧固定，防止产生松动。
综上所述，本发明的有益技术效果为：
1.在将中间叶片插入到叉形轮槽内后，滑动中间叶片使得若干中间叶片在叉形轮槽内排布整齐，从而使得若干中间叶片沿转子的边沿分布，末叶片最后安装到轮槽内，并通过锁紧组件将末叶片锁紧在轮槽内，从而防止中间叶片发生松动现象，并且保证末叶片的安装牢固性；
2.若干个中间叶片的叶根可以通过轮槽插入到叉形轮槽内，并通过滑动的方式将若干个中间叶片沿叉形轮槽排列整齐，之后将末叶片的叶根插入到轮槽内，此时第二预制孔与第一预制孔连通，但是由于装配间隙的存在，叶根的下表面与轮槽的底面之间存在间隙，使得第二预制孔的最低点高于第一预制孔的最低点，之后将定位销穿入到第一预制孔与第二预制孔内，随着定位销的穿入，定位销的圆锥形面与第二预制孔的底面接触，并且随着定位销的伸入，定位销的圆锥形面会将第二预制孔的底面向下压，从而将末叶片的叶根部分向下压，进而消除末叶片叶根与轮槽底面之间的间隙，之后在安装座和叶根之间开设第一销孔，第一销孔贯穿安装座侧壁和叶根，并且在第一销孔内穿入第一固定销，实现对叶根的预定位；将定位销拔出，再以第一预制孔的圆心为中心开设第二销孔，第二销孔的直径大于第二预制孔的直径，使得第二销孔能够完全将第二预制孔覆盖，最后在第二销孔内穿入第二固定销，完成对末叶片叶根的锁定。
附图说明
图1是本发明实施例一的中间叶片安装后的剖视结构示意图。
图2是本发明的末叶片安装后的剖视结构示意图。
图3是本发明实施例二中末叶片安装时的结构示意图。
图4是本发明实施例二中末叶片安装完成后的结构示意图。
图5是本发明的平衡槽以及平衡块的结构示意图。
图中，1、转子；2、叉形叶片；3、安装座；4、叉形轮槽；5、中间叶片；6、轮槽；7、末叶片；8、锁紧组件；9、第一销孔；10、第二销孔；11、第一固定销；12、第二固定销；13、第一预制孔；14、第二预制孔；15、定位销；20、平衡槽；21、平衡块；22、螺纹孔；23、内六角螺栓。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
实施例一
参照图1和图2，为本发明公开的一种汽轮机转子叉形叶片安装结构，包括转子1以及连接在转子1周缘的叉形叶片2，在转子1侧壁一体成型有安装座3，在安装座3上呈环形且与转子1同轴开设有叉形轮槽4，在叉形轮槽4内滑动卡接有若干中间叶片5，中间叶片5的叶根滑动卡接在叉形轮槽4内，在叉形轮槽4的侧壁且沿转子1的径向开设有轮槽6，在轮槽6内穿设有末叶片7，在轮槽6上还设置有用于对末叶片7锁紧的锁紧组件8；在将中间叶片5插入到叉形轮槽4内后，滑动中间叶片5使得若干中间叶片5在叉形轮槽4内排布整齐，从而使得若干中间叶片5沿转子1的边沿分布，末叶片7最后安装到轮槽6内，并通过锁紧组件8将末叶片7锁紧在轮槽6内，从而防止中间叶片5发生松动现象，并且保证末叶片7的安装牢固性。
如图2所示，锁紧组件8包括横向贯穿开设在安装座3与叶根的第一销孔9和第二销孔10，在第一销孔9和第二销孔10内分别穿设有第一固定销11和第二固定销12；当将末叶片7的叶根穿入轮槽6后，通过第一固定销11和第二固定销12对末叶片7实现卡紧固定。
如图1所示，叉形轮槽4的截面呈T形设置，中间叶片5的叶根部分呈与叉形轮槽4配合的T形设置；在将中间叶片5的叶根部位插入叉形轮槽4后，通过T形的叶根与T形叉形轮槽4的配合，使得中间叶片5能够沿环形的叉形轮槽4滑移，且在转子1转动时不会将叶片甩出。
如图2所示，其中第一销孔9和第二销孔10均为锥孔，且锥度均为1:100；这样在将第一固定销11和第二固定销12插入第一销孔9和第二销孔10时，随着第一固定销11和第二固定销12插入，使得连接更牢固。
如图2和图5所示，在安装座3侧壁开设有呈环形的平衡槽20，平衡槽20内设置有平衡块21，平衡块21沿平衡槽20的径向设置有两块，两块平衡块21相接触的部位开设有螺纹孔22，螺纹孔22内穿设有内六角螺栓23；平衡块21呈方形设置，当通过动平衡测试发现转子1周缘转动不平衡时，可以在平衡槽20内通过内六角螺栓23固定平衡块21，并且沿转子1的轴向排列有两块，每两块平衡块21为一组，平衡块21沿平衡槽20的周向设置有若干组，通过在转子1重力较小的一侧固定平衡块21，从而对转子1的周向重力平衡进行调节，最后通过内六角螺栓23固定拧紧。
如图2和图5所示，平衡槽20截面呈U形设置，且平衡槽20的两侧壁朝向开口端呈向内倾斜设置；这样在将平衡块21嵌进平衡槽20内后，向螺纹孔22内拧紧内六角螺栓23，内六角螺栓23对每组平衡块21施加朝向两侧的力，使得平衡块21伸入平衡槽20的一端向两侧外扩，并与平衡槽20内壁形成挤压，使得平衡块21与平衡槽20的内壁抵紧固定，从而将平衡块21更牢固的固定在平衡槽20内。
实施例二
一种汽轮机转子叉形叶片的安装方法，包括如下步骤，
S1，依次将中间页片的叶根由轮槽6插入，之后沿叉形轮槽4向内滑移，使得若干个中间页片的叶根排列紧密，通过中间页片将叉形轮槽4排满；
S2，如图3所示，在安装座3上的轮槽6侧壁开设有第一预制孔13，在末叶片7根部开设有与第一预制孔13对应的第二预制孔14，第二预制孔14的孔径大于或等于第一预制孔13的直径；
S3，将末叶片7的叶根插入轮槽6，此时末叶片7的叶根下表面与轮槽6的底面之间存在间隙，第二预制孔14的最低点高于第一预制孔13的最低点；
S4，在第一预制孔13中插入端部呈圆锥形的定位销15，定位销15的直径朝向第二预制孔14逐渐变小，定位销15的圆锥形面朝向第二预制孔14的低点；
S5，逐渐将定位销15穿入第二预制孔14，并将末叶片7的叶根向下压，从而消除末叶片7叶根下表面与锁定孔底面的间隙，完成对末叶片7的定位；
S6，在安装座3和末叶片7的叶根之间开设第一销孔9，并穿入第一固定销11；
S7，将定位销15拔出，以第一预制孔13圆心为中心，在安装座3与末叶片7叶根之间开设第二销孔10，所述第二销孔10的直径大于第二预制孔14的直径，最后在第二销孔10内穿设第二固定销12，安装完成的结构参考图4；
S8，动平衡检测及调整，首先将平衡块21排列在平衡槽20内，之后将内六角螺栓23拧进螺纹孔22内，使得并排设置的两块平衡块21向两侧外扩，最后对内六角螺栓23的头部进行冲压，使得内六角螺栓23的头部向外变形扩张，进一步将平衡块21向两侧撑开压紧。
若干个中间叶片5的叶根可以通过轮槽6插入到叉形轮槽4内，并通过滑动的方式将若干个中间叶片5沿叉形轮槽4排列整齐，之后将末叶片7的叶根插入到轮槽6内，此时第二预制孔14与第一预制孔13连通，但是由于装配间隙的存在，叶根的下表面与轮槽6的底面之间存在间隙，使得第二预制孔14的最低点高于第一预制孔13的最低点，之后将定位销15穿入到第一预制孔13与第二预制孔14内，随着定位销15的穿入，定位销15的圆锥形面与第二预制孔14的底面接触，并且随着定位销15的伸入，定位销15的圆锥形面会将第二预制孔14的底面向下压，从而将末叶片7的叶根部分向下压，进而消除末叶片7叶根与轮槽6底面之间的间隙，之后在安装座3和叶根之间开设第一销孔9，第一销孔9贯穿安装座3侧壁和叶根，并且在第一销孔9内穿入第一固定销11，实现对叶根的预定位；将定位销15拔出，再以第一预制孔13的圆心为中心开设第二销孔10，第二销孔10的直径大于第二预制孔14的直径，使得第二销孔10能够完全将第二预制孔14覆盖，最后在第二销孔10内穿入第二固定销12，完成对末叶片7叶根的锁定。由于开设有第二预制孔14的叶根部分在定位销15的作用下会向下发生一定的浮动，因此第二预制孔14的直径大于或等于第一预制孔13的直径，使得叶根向下移动时，定位销15的上壁不会碰到第二预制孔14的上壁。
在进行动平衡调整时，对中间叶片5以及末叶片7安装完成后，检测转子1转动时的动平衡，当需要调节动平衡时，首先在平衡槽20内排列好平衡块21，并在相邻的两平衡块21之间拧入内六角螺栓23，随着内六角螺栓23拧入，会将相邻的两平衡块21向外撑开，使得平衡块21侧壁与平衡槽20侧壁抵紧固定，最后为了防止内六角螺栓23松动，对内六角螺栓23的头部进行冲压，使得内六角螺栓23的头部向外变形扩张，进一步将平衡块21向外撑开并且将平衡块21卡紧固定，防止产生松动。
本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种汽轮机转子叉形叶片的安装方法，其特征在于：包括转子(1)以及连接于转子(1)的叉形叶片(2)，所述转子(1)侧壁连接有安装座(3)，所述安装座(3)与转子(1)同轴开设有环形的叉形轮槽(4)，所述叉形轮槽(4)内滑动卡接有若干中间叶片(5)，所述叉形轮槽(4)侧壁沿转子(1)径向开设有轮槽(6)，所述轮槽(6)内穿设有末叶片(7)，所述轮槽(6)设置有用于对末叶片(7)锁紧的锁紧组件(8)；所述锁紧组件(8)包括贯穿开设于安装座(3)与叶根的第一销孔(9)和第二销孔(10)，所述第一销孔(9)与第二销孔(10)内分别穿设有第一固定销(11)和第二固定销(12)；所述叉形轮槽(4)截面呈T形设置，所述中间叶片的叶根部分呈与叉形轮槽(4)配合的T形设置；包括如下步骤，
S1，依次将中间叶片的叶根由轮槽(6)插入，之后沿叉形轮槽(4)向内滑移，使得若干个中间叶片的叶根排列紧密，通过中间叶片将叉形轮槽(4)排满；
S2，在安装座(3)上的轮槽(6)侧壁开设有第一预制孔(13)，在末叶片(7)根部开设有与第一预制孔(13)对应的第二预制孔(14)，第二预制孔(14)的孔径大于或等于第一预制孔(13)的直径；
S3，将末叶片(7)的叶根插入轮槽(6)，此时末叶片(7)的叶根下表面与轮槽(6)的底面之间存在间隙，第二预制孔(14)的最低点高于第一预制孔(13)的最低点；
S4，在第一预制孔(13)中插入端部呈圆锥形的定位销(15)，所述定位销(15)的直径朝向第二预制孔(14)逐渐变小，定位销(15)的圆锥形面朝向第二预制孔(14)的低点；
S5，逐渐将定位销(15)穿入第二预制孔(14)，并将末叶片(7)的叶根向下压，从而消除末叶片(7)叶根下表面与锁定孔底面的间隙，完成对末叶片(7)的定位；
S6，在安装座(3)和末叶片(7)的叶根之间开设第一销孔(9)，并穿入第一固定销(11)；
S7，将定位销(15)拔出，以第一预制孔(13)圆心为中心，在安装座(3)与末叶片(7)叶根之间开设第二销孔(10)，所述第二销孔(10)的直径大于第二预制孔(14)的直径，最后在第二销孔(10)内穿设第二固定销(12)；
S8，动平衡检测及调整；
所述安装座(3)侧壁开设有呈环形的平衡槽(20)，所述平衡槽(20)内设置有平衡块(21)，平衡块(21)沿所述平衡槽(20)的径向设置有两块，两块平衡块(21)相接触的部位开设有螺纹孔(22)，所述螺纹孔(22)内穿设有内六角螺栓(23)；所述平衡槽(20)截面呈U形设置，且平衡槽(20)的两侧壁朝向开口端呈向内倾斜设置。
2.根据权利要求1所述的一种汽轮机转子叉形叶片的安装方法，其特征在于：所述第一销孔(9)和第二销孔(10)均为锥孔，且锥度均为1:100。
3.根据权利要求2所述的一种汽轮机转子叉形叶片的安装方法，其特征在于：步骤S7中，首先将平衡块(21)排列在平衡槽(20)内，之后将内六角螺栓(23)拧进螺纹孔(22)内，使得并排设置的两块平衡块(21)向两侧外扩，最后对内六角螺栓(23)的头部进行冲压，使得内六角螺栓(23)的头部向外变形扩张，进一步将平衡块(21)向两侧撑开压紧。
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